Ce mémoire d'Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) présente une synthèse du travail que j'ai effectué durant une période de 20 ans dans le domaine de physique nucléaire expérimentale de basse énergie au LPC Caen, dans le cadre de la collaboration INDRA et des études liées à la dynamique et à la thermodynamique nucléaire. Le document s'intéresse plus particulièrement aux mécanismes de production de fragments observés dans les collisions nucléaires les plus dissipatives, dans le domaine de l'énergie de Fermi de 10 à 100 MeV par nucléon, pour lequel on observe une production importante de fragments, appelée multifragmentation. Après un rappel concernant les descriptions théoriques liées à la multifragmentation, dans le contexte notamment des approches thermodynamiques connectées à l'équation d'état de la matière nucléaire, je présente différentes études expérimentales, conduites avec le multidétecteur INDRA, qui permettent de caractériser les dépendances de la multifragmentation en fonction de la voie d'entrée (asymétrie en masse, énergie incidente), afin d'en extraire les aspects statistiques (transitions de phase) et dynamiques en ce qui concerne la multifragmentation. Par la suite, je m'intéresse aux propriétés de transport et présente une étude originale permettant d'extraire le libre parcours moyen ainsi que la section efficace nucléon-nucléon dans le milieu nucléaire. Je présente ensuite un nouveau protocole prometteur de comparaison entre données expérimentales et modèles, nommé backtracing, qui peut s'avèrer un outil puissant pour remonter aux caractéristiques des fragments primaires issus des réactions. Enfin, je présente les derniers développements effectués dans le cadre du nouveau projet FAZIA (multidétecteur) en ce qui concerne les procédures d'identification en charge et masse.